第一部分 概述
1. 引言
近年來,圖像監控以其直觀、方便、xinxineirongfengfuerbeiguangfanyingyongyuxuduozhongyaochanghe,chengweianquanjiankongdezhuyaoshouduan。suizhejisuanjitongxinjishuhewangluojishudekuaisufazhan,wuxianwangluojishuyichengweijisuanjiwangluozhongyigezhiguanzhongyaodezuchengbufen,tadeyingyonglingyuyezaifeisudekuoda。youyuyuanchengtuxiangjiankongxitongshixianleduiyuanchengmubiaodejianshi、遙控等功能,從而為無人值守場合提供了新手段。CDMA技術的出現使成本合理、相對較低技術門檻無線數據傳輸技術在監控係統中實現現場到遠程監控中心的實時數據傳輸成為可能。
2. CDMA EVDO
EVDO其全稱為:CDMA2000 1xEV-DO,是國際3G標準之一, 並已具備商用化條件。
EV-DO是一種針對分組數據業務進行優化的、高頻譜利用率的CDMA無線通信技術,可在1.25MHz帶寬內提供峰值速率達2.4Mbps的高速數據傳輸服務。
CDMA evdo 數據傳輸的優點在於:
(1)速度快:RA版理論值是下載3.1M速率,上傳1.8M速率,在實際應用中一般能達到800Kbps左右,而且在網絡延時是TD_SCDMA,WCDMA,CDMA-EVDOA三種網絡製式中最小的。
(2)穩定性高:CDMA係統切換時的基站覆蓋采用“單獨覆蓋—雙覆蓋—單獨覆蓋”。
(3)組網方便:不需要布線,設點,組網不受限製。
(4)保密性高:CDMA技術源於美國軍事通信領域;每次通信時共有4.4萬億種可能的排列,要想破解密碼或竊聽簡直不可想象。
3.VPDN技術
VPN的基本原理是利用隧道技術,把VPN報文封裝在隧道中,利用VPN骨幹網建立專用數據傳輸通道,實現報文的透明傳輸。VPDN,基於撥號的VPN,VPDN隧道協議包括為PPTP、L2F和L2TP三種,目前使用最廣泛的是L2TP 。
L2TP協議是由IETF起草,微軟、Ascend、Cisco、3COM等公司參予製定的二層隧道協議,它結合了PPTP和L2F兩種二層隧道協議的優點,為眾多公司所接受,已經成為IETF有關2層通道協議的工業標準。使用L2TP,可以方便的構建VPDN(Virtual Private Dial Network)。
L2TP協議特點
1. 靈活的身份驗證機製以及高度的安全性,L2TP本身並不保證連接的安全性,但它可利用PPP提供的認證(如CHAP、PAP),因此具有PPP的所有安全特性。可根據特定的網絡安全要求,在L2TP之上采用通道加密技術、端對端數據加密或應用層數據加密等方案來提高安全性。
2. 多協議傳輸:L2TP傳輸PPP數據包,可以在PPP數據包內封裝多種協議。
3. 支持RADIUS服務器的認證:LAC端支持將用戶名和密碼發往RADIUS服務器進行認證,由RADIUS服務器負責接收用戶的認證請求,完成認證。
4. 支持內部地址分配:LNS可放置於企業網的防火牆之後,對遠端用戶地址進行動態分配和管理,並支持私有地址應用。
5. 網絡計費的靈活性
6. 可靠性
3.係統簡介
公(gong)交(jiao)車(che)輛(liang)是(shi)城(cheng)市(shi)交(jiao)通(tong)的(de)大(da)動(dong)脈(mai),連(lian)結(jie)著(zhe)千(qian)家(jia)萬(wan)戶(hu),關(guan)係(xi)著(zhe)幾(ji)乎(hu)每(mei)一(yi)個(ge)人(ren)。車(che)輛(liang)運(yun)營(ying)是(shi)否(fou)正(zheng)常(chang)?在(zai)有(you)故(gu)障(zhang)或(huo)意(yi)外(wai)發(fa)生(sheng)後(hou)調(tiao)度(du)中(zhong)心(xin)如(ru)何(he)快(kuai)速(su)擬(ni)製(zhi)方(fang)案(an)進(jin)行(xing)調(tiao)度(du)?如(ru)何(he)能(neng)讓(rang)每(mei)位(wei)乘(cheng)客(ke)及(ji)早(zao)知(zhi)道(dao)每(mei)班(ban)車(che)的(de)到(dao)達(da)時(shi)刻(ke)並(bing)動(dong)態(tai)知(zhi)道(dao)其(qi)變(bian)化(hua)?是(shi)城(cheng)市(shi)公(gong)交(jiao)提(ti)高(gao)運(yun)營(ying)效(xiao)率(lv)和(he)服(fu)務(wu)質(zhi)量(liang)及(ji)水(shui)平(ping)所(suo)必(bi)須(xu)考(kao)慮(lv)的(de)問(wen)題(ti)。結(jie)合(he)用(yong)戶(hu)的(de)需(xu)求(qiu)以(yi)及(ji)產(chan)品(pin)實(shi)際(ji)的(de)應(ying)用(yong)經(jing)驗(yan),廈(sha)門(men)四(si)信(xin)科(ke)技(ji)通(tong)信(xin)科(ke)技(ji)有(you)限(xian)公(gong)司(si)製(zhi)作(zuo)了(le)基(ji)於(yu)CDMAEVDO網絡的視頻傳輸方案,便於用戶快速搭建視頻監控平台。
第二部分 項目分析
本係統由帶係統軟件的主站,F3623 EVDO Router 傳輸終端,視頻服務器DVR,攝像頭,控製設備等設備組成。
2.1係統組成
2.1.1 控製設備:能把每次進站的考勤數據和每一趟車的車的運行狀態彙總到中心管理站進行分析處理。
2.1.2 四信F3623:傳輸終端采用廈門四信的F3623,為用戶提供安全,高速,穩定可靠,各種協議路由轉發的無線路由網絡。
2.1.3 監控中心:監控中心負責給個傳輸終端提供VPN接入服務,同時對音頻,視頻,狀態數據進行分開處理,從而實現視頻監控,狀態監視、車輛定位和信息服務等係統功能。
2.2 係統總架構
該係統把公交車或列車上視頻攝像頭的圖像傳給視頻服務器DVR處理,DVR的視頻壓縮編碼模塊對其壓縮編碼,然後通過四信通信的3G的無線通訊終端F3623發射到運營商的evdo網絡,最終到達總部,實現視頻數據的交互、發送/接收、加解密、加解碼,鏈路的控製維護等功能。在本係統中,我們可以得到現場返回來的動態圖像及車載終端其他數據信息,所有的數據都是通過VPN隧道傳輸過來的,安全性得到了有力的保證,同時DVR支持多種傳輸方式比如:實時傳輸,定時傳輸,觸發傳輸。

2.3係統功能
1.genjujifeixitongkeyitongjichugegeshiduan,gegecheci,gegeluduandechezailiang,congerfangbianzhidingxingchejihuhepeichepaibanyewudekaizhan。xingchejihuayupeichepaibanyewuwanchenggongjiaocheliangfuzashengchanjihuadezhidingherichangpeichepaibandeguanli,zaixingchejihuadezhidingguochengzhong,jinxinglesuanfaheshixianjinxingleyouhua,shigaigongnengshiyingyuguangfandegongcheyonghu。
2.jiankongtiaoduzhihuiyewuwanchengxianchangdecheliangyunxingzhuangkuangdejiankong,binggenjuxianchangdefuzaduobiandeqingkuangshishidetiaozhengcheliangyunxingzhibiao,tigaoyunxingjihuadewanchenglv,bimianyinshihoutiaoduerdaozhideshengchanxiaolvdixia。
3.決策分析業務就是對這些原始數據進行分類、抽象、整理、統計等發掘工作以報表的形式向公司的決策領導層從多角度,多方位提供公司的營運狀態分析數據。
4.數據交換係統:數據交換係統是在ACE的基礎上,結合公交監控實時性數據要求較高的特點,在滿足數據接入、數據解析、數據路由的功能基礎上,建立了具有良好擴展性的通訊協議平台,對大大減少係統升級帶來的工作量。
5.報警功能:當公交車上在運行過程中,遇到了特殊的或者意外的情況,可以通過3G的方式把報警信息和視頻傳送回總部。總部對報警信息和視頻進行分析,及時有效地采集各種措施。
6.診斷功能:通tong過guo對dui車che的de各ge種zhong運yun行xing狀zhuang態tai和he參can數shu指zhi標biao的de處chu理li分fen析xi,再zai配pei合he管guan理li工gong程cheng師shi的de診zhen斷duan,可ke以yi及ji時shi對dui車che載zai係xi統tong的de故gu障zhang進jin行xing診zhen斷duan,確que保bao車che輛liang安an全quan運yun行xing。
7.視頻監控:實時的或者定時的視頻信息可以方便公車管理員對列車行駛狀態(人員數,公車服務情況,公車治安等)進行直觀的監控並提供各種有效的,有力的各種依據。
第三部分 項目架構實施
3.1 采集終端部分
圖像采集終端部分由攝像頭、視頻圖象處理器DVR、各種車載控製設備。攝像頭負責采集視頻語音數據,然後交由DVR進行壓縮編碼處理,車載控製設備負責采集各種車輛運行數據。
3.2 數據傳輸終端
DVR采集到圖像數據信息後,要通過Internet把數據發送到監控中心。而係統中完成DVR與Internet網通訊工作的就是四信的F3623 CDMA-EVDO Router和電信的EVDO網絡。F3623 CDMA-EVDO Router 是目前國內唯一采用 ARM9處(chu)理(li)作(zuo)為(wei)係(xi)統(tong)平(ping)台(tai)的(de)工(gong)業(ye)無(wu)線(xian)路(lu)由(you)器(qi),最(zui)大(da)限(xian)度(du)地(di)提(ti)高(gao)係(xi)統(tong)的(de)吞(tun)吐(tu)量(liang),使(shi)視(shi)頻(pin)監(jian)控(kong)圖(tu)象(xiang)更(geng)加(jia)流(liu)暢(chang)。該(gai)傳(chuan)輸(shu)設(she)備(bei)具(ju)有(you)多(duo)重(zhong)看(kan)門(men)狗(gou),和(he)在(zai)線(xian)保(bao)持(chi)機(ji)製(zhi),能(neng)夠(gou)確(que)保(bao)設(she)備(bei)穩(wen)定(ding),長(chang)久(jiu)地(di)運(yun)行(xing),從(cong)而(er)有(you)效(xiao)保(bao)證(zheng)數(shu)據(ju)傳(chuan)輸(shu)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)。同(tong)時(shi)考(kao)慮(lv)到(dao)安(an)全(quan)性(xing)的(de)問(wen)題(ti),設(she)備(bei)支(zhi)持(chi)VPN隧道,固定IP撥號,雙向認證的功能,充分保證係統的安全性和穩定性。 設備采用WEB配置和CLI配置的方式,用戶隻需一些簡單的參數設置便可投入係統穩定運行。F3623提供一個以太網口和一個串口,以太網口用來傳輸視頻語音數據,串口用來傳輸車載控製設備的信息。
3.3 數據中心軟件平台構建
監控中心架設有一台VPN服務器,它負責各傳輸終端(F3623設備)提供VPN接入服務;同時監控中心對各種數據進行分開處理,圖像數據可以采用DVR提供商給的視頻監控軟件,也可以根據他們的SDK進行開發;狀態信息根據四信提供的動態鏈接庫來開發各種數據監控軟件。該公車視頻監控係統監控的任務主要分三方麵:視頻監控,狀態監視、車輛定位和信息服務
1.視頻監控: 實時或定時地傳輸車載內的視頻數據
2.狀態監控:上下客數:記錄每個站點上下乘客數量。行駛資料:記錄發動機信號,行駛速度、開關車門、剎車信息等。
3.車輛定位:
實時位置:通過車載設備中GPS模塊,實時取得車輛當前位置信息。
線路狀態:監控車輛在線路上的行駛狀況,實時提示駕駛員按線路和時間表行駛。
4.信息服務:自動播放各種信息,例如:換乘信息,天氣,路況,廣告信息等。
3.4 VPN通道的實現
如下為VPN隧道實現的網絡結構圖,四信的WCDMA無線路由器作為VPN客戶端,主動連接到VPN服務器。VPN服務器對其進行認證,認證通過後,分配各種隧道地址給各個路由器。這樣現場的各個路由器和監控中心的VPN服務器就組成了一個私有的安全的局域網,局域網內各台設備就都可以互相通訊。

依上圖為例,終端為192.168.1.10和192.168.1.11的視頻服務器,通過無線路由器和監控中心建立的VPN通道後,分別獲得的隧道IP 200.200.200.6和200.200.200.5,而中心的隧道地址是200.200.200.1,所以三個隧道IP之間是可以直接互相訪問的。如果我們在路由器上通過端口映射及服務器其它方麵的設置也可達到直接訪問終端IP 192.168.1.10和192.168.1.11觀看實時畫麵。
第四部分 總結
隨著生產管理水平的不斷提高和3G無線網絡技術和數字視頻壓縮技術的發展,在3Gwuxianwangluoshangchuanshushipin,yinpinjishujuchengweiyizhongqushi,chezaiwuxianshipinjiankongxitongjuyouqitawuxianjiankongxitongwufabinidegongnenghetedian,nenggoubaozhengcheliangyidongguochengdeshujuheyinshipindezhengchangtongxin,wanquanfuheyidongtongxindedeyangeyaoqiu,shiquanshuzihua、智能化、網絡化、係統化無線監控係統的典型代表。廈門四信的無線傳輸係統的解決方案已廣泛用於公交車輛、長途運輸車輛、貨運車輛、特種車輛、公安、消防武警現場指揮和勘探,以及水利防汛、道路搶險、城管督察等緊急應急指揮係統。